Сражение началось 20 сентября и продолжалось трое суток. Оно закончилось безрезультатно. Турки удержали занимаемые позиции, потеряв убитыми и ранеными около 5 тысяч человек. Урон русских составил 530 человек убитыми, 3150 ранеными и 86 пленными. Это было самое кровопролитное сражение, произошедшее на Кавказе в ту войну.
27 сентября турецкие войска начали отход на свою территорию. Михаил Николаевич, узнав об этом, двинулся следом, настиг, атаковал и нанес поражение противнику в сражении при Авлиаре. Неприятель лишился 15 тысяч человек убитыми и ранеными, 7 тысяч пленными и 35 орудий. Потери русских составили 121 человек убитыми и 1114 ранеными. За одержанную победу великий князь был награжден орденом Св. Георгия 1-й степени, в результате чего стал 24-м и последним обладателем этой высшей военной награды за все годы ее существования.
Но главнокомандующий не смог до конца использовать плоды авлиарской победы. Преследование противника началось только на третий день. При этом главные силы были разделены на два отряда. Один из них двинулся на Карс, второй — на Эрзерум.
Карский отряд, насчитывавший 32 тысячи человек при 146 орудиях, был поручен 57-летнему генерал-лейтенанту И.Д. Лазареву. Этот военачальник — выходец из карабахских армян, почти 40 лет прослужил на Кавказе и хорошо знал этот регион. Сам он был известен боевыми заслугами и отменной личной храбростью. Именно Лазарев в августе 1859 года по собственной воле направился в Гуниб к окруженному там Шамилю и убедил его в необходимости капитуляции. В сражении при Авлиаре он руководил действиями обходящего отряда, решившего успех операции. Тогда наградой генералу стал орден Св. Георгия 3-й степени. Теперь же ему поручался корпус для действий на отдельном направлении.
14 октября русские войска блокировали Карс с гарнизоном в 25 тысяч человек при 303 орудиях. Завершив подготовительные работы, в ночь на 6 ноября 1877 года Лазарев повел соединения на штурм крепости. Карс пал в тот же день. В нем было обнаружено три тысячи убитых и пять тысяч раненых и больных турок. Еще 17 тысяч человек, в том числе 5 пашей и 800 офицеров сдались в плен. Урон русских войск при осаде и штурме крепости составил 488 человек убитыми и 1788 ранеными. За взятие Карса Лазарев получил орден Св. Георгия 2-й степени и звание генерал-адъютанта.
После взятия Карса меньшая часть осадного корпуса была направлена к Эрзеруму, где обстановка складывалась для русских не совсем удачно. Эрзерумский отряд в 18 тысяч человек при 98 орудиях под командованием генерал-лейтенанта Геймана 12 октября настиг 5-тысячный отряд противника на Зевинских позициях. Несмотря на большое численное превосходство и полное отсутствие у турок артиллерии, Гейман не решился на атаку и остановил свои войска и позволил противнику отойти к Эрзеруму и укрепиться в том районе.
21 октября Гейман, дождавшись прибытия войск из-под Карса, принял, как старший по званию, общее руководство силами в 25 тысяч человек при 90 орудиях. Через два дня он атаковал турок на позициях при Даве-Бойну и нанес им поражение. Неприятель лишился убитыми и ранеными около трех тысяч человек, стольких же пленными и всех 43 орудий. Потери русских в сражении составили 129 человек убитыми и 800 ранеными. Остатки вражеских войск бросились в Эрзерум, сея панику. Население крепости, не надеясь на силу оружия, открыло ворота и стало ждать прихода победителей, но их все не было…
Из-за своей нерешительности Гейман вновь упустил победу. Трое суток русские войска бесцельно простояли в 20 верстах от крепости, позволив турецкому командованию восстановить утерянное управление и приготовиться к обороне. Только в конце дня 27 октября части Кавказской армии подошли к Эрзеруму и практически с ходу начали штурм крепости. Он был отражен с потерей около 600 человек убитыми, ранеными и пленными. Убедившись таким образом в силе турок, Гейман снял осаду и отвел войска на зимовку в Пассианскую долину. Вскоре туда же прибыли резервы из-под Карса. Это неустроенное место стало гибельным для россиян. Вспыхнула эпидемия тифа, в числе многочисленных жертв которой стал и неудачливый генерал Гейман.
Отряд генерала Оклобжио на батумском направлении действовал также недостаточно умело. Войдя в дальнее огневое соприкосновение с противником в районе Хацубани, он полтора месяца не решался атаковать турок. Когда же 12 июня отряд перешел в наступление неприятеля, то силы уже были неравны. Атака захлебнулась. Русские войска отошли к Мухта-Эстате, где заняли оборонительное положение. Там они отразили в первой половине августа два контрнаступления противника. Но данный успех не решал дела.
Командование отрядом было передано генералу К.В. Комарову. Но и новый командир оказался недостаточно решительным. Он бесцельно простоял на занимавшихся позициях пять месяцев, пока 15 ноября неприятель, опасавшийся флангового удара со стороны Карса, сам не отступил к Хацубани.
18 января 1878 года части генерала Комарова атаковали турок у Хацубани и были отбиты с большими потерями. На следующий день они готовились возобновить наступление, но оно не состоялось. Победы, одержанные русскими войсками на Балканах, решили исход военных действий на Кавказе. 19 января 1878 года в Андрианополе было подписано перемирие. Карс, Батум и Эрзерум передавались России. Образовалась новая граница империи, просуществовавшая до конца 1914 года. Все участники боевых действий были награждены специальными медалями.
Не прошло и десяти лет после формального покорения Чечни русскими войсками, как весьма остро встал вопрос о том, как избежать новой войны с горцами. Один из современников тех событий писал: «…что касается до покоренного народа, до его старого поколения, то материальное благосостояние, безопасность жизни и собственности его частных лиц, хотя в настоящее время сознаны ими и ценятся, но не настолько однако же, чтобы исключить в их глазах… возможность всяких попыток к мятежу. Вина этому — не неумение наше сблизиться с покоренным народом, не неумение наше объяснить ему все преимущества настоящей его жизни пред жизнью прошлою, и, наконец, не бессилие или ошибочность принятой нами системы управления, но жажда свободы, хотя, быть может, и в превратном для нас значении этого слова, легковерие, лежащее в основе характера горца, и, наконец, те предрассудки и традиционные понятия, которые всосал он вместе с молоком матери и изменить которые может, разумеется, только одно время. Потому-то для поддержки нашего влияния в горах… нам нужна еще в глазах местного населения видимая материальная сила, та, которая сломила его несколько лет тому назад. Она одна пока может быть гарантией спокойствия и мирного господства нашего над покоренными племенами».
Начавшаяся русско-турецкая война разбудила дремавшие до того времени непокорные силы Северного Кавказа. Дух мюридизма среди большинства мусульманских племен искоренен не был. Еще более сильным оказался сложившийся веками уклад жизни, основанный на поисках военной добычи и грабежах окрестных жителей. Обстановка войны способствовала развитию бандитизма в тылу действующей армии, где сосредотачивались огромные запасы материальных средств.
Чеченцы и ингуши первыми поняли выгодность своего положения. Уже в первые месяцы войны были отмечены случаи нападения их небольших отрядов на обозы, следовавшие по Военно-грузинской дороге. Вскоре дело дошло до того, что всякие передвижения материальных запасов без значительного войскового охранения через Надтеречные районы стало рискованным. Горцы осмелели до такой степени, что нападали даже днем вблизи населенных пунктов, охранявшихся русскими гарнизонами.